Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BBHintergrundfreie Detektion und hohe Stabilität mit NIR-aktivierten Nanomaterialien
Wenn klassische Fluoreszenz an Reichweite und Stabilität verliert, bieten präzise steuerbare Upconversion-Nanomaterialien robuste, multiplexfähige und ratiometrische Messplattformen. Diese reichen von bioanalytischen Assays bis zu integrierbaren Sensorsystemen. Optische Analytik in streuenden oder stark absorbierenden Medien stellt hohe Anforderungen an Signalstabilität und Selektivität. Unsere Upconversion-Technologie wandelt unsichtbares Nahinfrarotlicht lokal in sichtbare oder UV-Emission um und ermöglicht damit hintergrundfreie, photostabile und tiefengewebetaugliche Messungen. Durch kontrolliertes Partikeldesign lassen sich Anregung, Emission und Lebensdauer gezielt einstellen. Funktionalisierbare Oberflächen erlauben die Integration in Assays, Sensorplattformen und optische Geräte von der Forschung bis zur industriellen Anwendung.
Charakteristika und Nutzungspotentiale der Technologie
- Maßgeschneidertes Nanopartikeldesign: Kontrollierbare Emission, Lebensdauer und Partikelgröße für Imaging, Sensorik und photochemische Anwendungen.
- Tiefer ins Gewebe mit NIR-Anregung bei geringer Phototoxizität: Hohe optische Eindringtiefe und minimales Hintergrundsignal in streuenden oder biologischen Medien.
- Adaptive spektrale Lichtemission: Emissionswellenlängen vom UV- bis NIR-Bereich ermöglichen flexible Detektions- und Kodierungsstrategien auch in Multiplexverfahren.
- Präzise Oberflächenfunktionalisierung: Stabile Kopplung an Biomoleküle, Polymere oder anorganische Systeme für spezifische Targets.
- Hintergrundfreie Detektion: Hohe Sensitivität und Selektivität auch in komplexen Matrizes wie Blut, Gewebe oder Umweltproben.
- Multimodale Bildgebungsfähigkeit: Kombinierbar mit Röntgen- (CT-), MRT- oder weiteren Kontrastverfahren für erweiterte Diagnostikplattformen.
- Erweiterbarkeit in Richtung Photochemie und Wirkstofffreisetzung: Lichtgetriebene Reaktionen und kontrollierte Aktivierungsprozesse in Material- und Bioanwendungen.
- Ratiometrische Sensortechnologie: Quantitative Analytik mit hoher Robustheit gegenüber Intensitätsschwankungen.
